金、银纳米结构的可控生长及光学性质研究

摘要

纳米是1米的十亿分之一，正是这个尺度催生了21世纪最具有前途的材料——纳米材料。20世纪80年代以后，研究人员发现许多大块物质一旦被制成纳米尺度范围的“纳米材料”后，它们在电、磁、光、热、催化、生物等方面的性质会发生很大的变化，表现出常规材料所不具有的许多奇异或反常的性质。其中，贵金属纳米结构源于表面等离子体共振（surface plasma resonance;SPR）的独特光学性质成为现今纳米材料研究的热点之一。研究表明：贵金属纳米材料的SPR吸收频率和宽度与金属纳米粒子的尺寸和形貌密切相关。因此，设计并实现尺寸与形貌可控的纳米粒子合成对于研究材料的可调光学特性及其在光电子、传感、催化、生物医学等诸多领域的应用具有重大的意义。
　　本论文的工作是设计简单有效的合成方法，制备出尺寸和形状可控的金、银纳米结构，并使用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电镜（HRTEM），原子力显微镜（AFM），X射线衍射仪（XRD）和紫外-可见光光谱仪（UV-Visble）对所得的金、银纳米粒子的结构、形貌和光谱进行表征，研究材料的光学性质，提出不同纳米结构的生长机制。本论文的主要内容如下：
　　1.叙述了纳米科技的发展及其纳米材料的独特性质和应用，并对贵金属纳米材料常用的合成方法做了总结。
　　2.在表面活性剂PVP的辅助下，利用高温溶剂热法，合成星形、盾形和多边形等新型Au纳米薄片的研究工作。通过对其结构进行分析，阐述了新型纳米结构的生长过程。
　　3.在室温下，利用种子法快速合成银纳米片，并通过调节盐的前躯体的量，控制银纳米片的SPR吸收峰。
　　4.在PVP的辅助下，利用水热法合成单晶银纳米立方体和多晶多面体，并通过FE-SEM,透射电子显微镜，X射线衍射和紫外近红外光谱仪对其形态和光学性质进行表征和研究。结果表明银纳米粒子的形貌与PVP和AgNO3的摩尔比密切相关。理论结合实验研究了样品的光学性质，提出样品的生长机制。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1纳米材料概述

1.2纳米材料的特性

1.3纳米材料的应用

1.4纳米材料的合成方法

第二章 新型金纳米薄片的制备与生长研究

2.1 引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4结论

第三章 种子法合成银纳米片及生长机制的探究

3.1引言

3.2 实验部分

3.3 样品的表征及结果分析

3.4 生长机制

3.5 结论

第四章 水热法合成银纳米多面体

4.1引言

4.2 实验部分

4.3结果和讨论

4.4 结论

第五章 全文总结与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文